观点 | 陈科：在貌似汹涌的“电气化”浪潮前，壁挂炉行业危中有机

文章源自公众号：广东省燃气采暖热水炉商会官微

原标题：2022年会精彩回顾四丨陈科：双碳背景下壁挂炉行业未来的机会和挑

演讲嘉宾：陈科

中国建筑金属结构协会辐射供暖供冷委员会专家、广东省燃气采暖热水炉商会专家、碳资产管理师

演讲主题：双碳背景下壁挂炉行业未来的机会和挑战

双碳目标下：壁挂炉行业危中有机

      实现碳达峰、碳中和，是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求，也是推动构建人类命运共同体的必然选择。中国目前的碳排放总量为全球第一，人均排放量在全球排放203个国家和地区中，排名第44位，“双碳”政策势不可挡。地球升温、极端气候频发是推动双碳政策实施的背后因素之一，值得注意的是，地球极端气候的发生，会导致夏天会更热，冬天可能会更冷，带来更多的“寒冬”，对供暖的需求会加大，某种意义上讲，对壁挂炉行业是利好。

       针对目前“天然气相比煤不减碳”“天然气相关技术比较落后”“国内应该跳过天然气，直接电气化”的言论，陈科通过碳排放量比值的计算、能源消费占比分析等理论客观分析做出相应“辟谣”。

     使用壁挂炉所产生的的碳排放来源于三个因素：天然气自身燃烧碳排放、天然气泄漏折算碳排放、氮氧化物折算碳排放，这三个要素的碳排放值分析结果如下：

（一）天然气自身燃烧碳排放：依然只有煤炭的70%

通过原理计算结果得知，在不考虑天然气逃逸的情况下，产生同样的热量，天然气碳排放约为煤炭的一半，但在考虑5%的天然气逃逸之后再计算，天然气的碳排放依然只有煤炭的70%。

（二）氮氧化物折算碳排放

以一台18kW壁挂炉（NOx排放等级为5级）的NOx碳排放举例，其影响仅占煤炭的5%。

    计算过程如下图所示：

     综合来看，壁挂炉企业面对双碳政策时，最大的努力方向是提高产品的热效率。具体如下图所示：

       同时，鉴于目前中国天然气覆盖阶段，未来天然气应用前景是处于理性正常增长阶段。放眼国际，纵览能源发展历史，几乎所有国家的路径都是从燃煤到燃油/天然气，再到可再生能源，其中，俄罗斯、英国在实现碳达峰目标时，前者天然气消费占比高达到57%，后者达到36%。目前中国天然气覆盖率总体偏低，预计到2030年将达到7到8亿人口，为现在的2倍。随着能源结构的调整，化石能源占比减少，可再生能源的占比增加，电价成本未来数年内将持续上升，未来居民电价将拉大阶梯电价，提高峰电电价，降低谷电电价，为能源绿电化铺路。

暖通行业电气化：并非拦路虎

      陈科提到，随着GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》标准的落地实施，新建、扩建和改建建筑以及既有建筑节能改造均应进行建筑节能设计。项目建设方案应包含建筑能耗、可再生能源利用及建筑碳排放分析报告。对于建筑运行碳排放的未来减碳规模预测——减碳规模将是一个缓慢上升、有序进行的过程，不会存在“一刀切”的政策，在此，建议壁挂炉企业的重点放在提高产品的效率上做努力。

     另外，住建部明确提出，到2025年完成既有建筑节能改造面积达3.5亿平方米以上，各省市分别承担相应的改造任务，建议壁挂炉企业在研发时要根据不同地区，关注超低能耗/近零能耗建筑能效要求，未来建筑保温标准越来越好，供热负荷会越来越小，而生活热水部分则不受影响，壁挂炉（两用炉）在研发设计时的供暖/热水的供给划分需要重新考虑。

       谈及热泵供暖，不容忽略其制冷剂GWP对建筑碳排放计算的影响。陈科以北京地区为例，综合比较了燃气壁挂炉、冷凝壁挂炉、空气源热泵（使用制冷剂R410a-现市场主流）、空气源热泵（使用制冷剂R32-未来趋势）的综合年碳排放量，在满足同样的供热条件，按照当前最新的的电力碳排放因子581gCO2/kwh的情况下计算，冷凝炉在年综合碳排放量更优于RA10a制冷剂的空气源热泵，与R32制冷剂的空气源热泵差异不大。随着未来电力碳排放因子的下降，热泵的减碳优势才能逐渐体现。其比较结果如下：

    由此，通过建筑碳排放的计算，给对壁挂炉行业带来的机会有：

    随着未来能源结构越来“绿电化”，电力碳排放因子逐步降低，2035年以前，壁挂炉的碳排放优于热泵。

       陈科指出，实施电气化的关键难点是必须解决蓄能问题，在蓄能问题未解决之前，供热实施电气化只会加重碳排放。全电气化也不应实施“一刀切”和“一拥而上”，应根据各个地区的绿电/蓄能情况因地制宜的分步实施。因地制宜的情况下，以江苏省为例，在启动动态电力排放因子来替代固定的电力排放因子，未来可以根据动态电力排放因子决策电力相关设备的运行策略，壁挂炉可以作为在高电力排放因子时段低碳热源的重要补充，而要让这种策略自动运行，意味着壁挂炉未来须主动介入综合能源管理平台，壁挂炉的物联网和数字化将成为标配。

      具体分析过程如下图所示：

氢能在国家规划中的未来应用

     目前国内的规划中，其实氢能与壁挂炉产业关联不大，仅在交通和储能板块应用。规划中，氢能在建筑行业提及到应用形式仅有“氢燃料电池热电联供“，日本的ENE-FARM（氢燃料电池分布式热电联供应用）是目前壁挂炉与氢燃料电池热电联供结合较为成功的著名案例。

      而对于未来氢能在国家规划中的未来应用，陈科认为，目前由于天然气掺氢比例有限，相比对天然气整体减碳贡献不会太高，现有的天然气管网设计并不能承受混合过多氢气，实际掺氢比例要远低于20%，目前高昂的绿氢成本，增加的氢气后综合燃料成本要远高于原方案。鉴于目前技术成熟度还不够，国家层面并没有出台相关在民用建筑里鼓励天然气混氢的政策。

多能源互补系统的组合应用

壁挂炉+热泵

      鉴于壁挂炉、热泵各有优势，在两者组合策略上，要根据根据动态电力排放因子和运行效率情况，使用数字化手段实现热泵/壁挂炉的灵活切换。陈科选取2021年合肥冬天的某3天场景做经济性分析。分析过程如下：

    结果比较如下，在A值大于1的情况下，壁挂炉更经济，在A值小于1的情况下，热泵更经济。

     综合热泵能效比、壁挂炉能效比，根据不同电力/燃气价格的情况，各省市推荐情况如下。

壁挂炉+光热

     壁挂炉与太能源光热系统的组合要根据实时天气状况和需求情况决定运行壁挂炉和光热的运行策略。

“煤改气”壁挂炉的替换的机会和挑战

   “煤改气”为壁挂炉产业带来的利好因素、不定因素、需壁挂炉企业保持努力因素建议如下：

对壁挂炉行业未来技术发展方向的建议

     结合国内政策，陈科认为，未来物联网/AI技术、多能源互补技术、热泵技术、生物质锅炉技术在减碳方面的潜力巨大，全预混燃烧技术、冷凝炉技术次之。而氢燃料热电联产技术、天然气混氢燃烧技术、氢能锅炉、甲醇锅炉等技术由于政策匹配度、行业关联度等问题，在未来不确定性上比较大。

总结：双碳背景下，

电气化潮水看似汹涌，壁挂炉行业危中有机

1.理性看待“电气化”，建筑电气化未来之路还比较长，但是却已成定局。

2.建筑碳排放计算和未来的动态电力碳排放因子，对壁挂炉精准减碳将提出了更高要求，未来壁挂炉实现物联网/数字化大趋势不可挡。

3.注重更优质服务/高性价比的壁挂炉产品，将在即将到来的煤改气替换市场上抢占先机。

4.各种相关新技术应该密切关注，结合自身企业情况客观评价，不能坐以待毙，也不能一拥而上。

5.近几年国际形势和国家的整体策略变化极快，壁挂炉行业需要密切关注相关动向，更积极主动为本行业发出客观专业的声音。